Двухканальные частотные и ШИМ-регуляторы «Max-Min-Max» при переходе с канала на канал

Рассмотрены частотные и широтно-импульсно модулированные регуляторы, позволяющие плавно регулировать частоту выходных импульсов или их ширину при повороте ручки потенциометра. В среднем положении ручки потенциометра управляющий сигнал от генератора импульсов не проходит ни на один из выходов устройства. При повороте ручки потенциометра влево импульсы управляющего сигнала проходят на один из выходов устройства; при повороте вправо – на другой. По мере увеличения угла поворота ручки растет частота импульсов или их ширина от 0 до 100%.

Для управления работой реверсивных счетчиков, задействованных в устройствах ступенчатого регулирования выходных параметров, в работе [1] была предложена оригинальная идея, заключающееся в том, что в зависимости от угла поворота ручки потенциометра, регулирующего частоту задающего генератора прямоугольных импульсов, происходило изменение рабочей частоты через максимум до минимума через среднее положение регулирующего элемента и далее вновь до максимума. Одновременно при прохождении через среднее положение ручки потенциометра происходило переключение направления счета реверсивного счетчика.

На Рисунке 1 приведена модифицированная схема подобного регулятора. Генератор импульсов выполнен на основе компаратора DA1.1 микросхемы LM339. На резисторах R4–R7 выполнен своеобразный мост, в диагональ которого включены входы компаратора DA1.2. В среднем положении ручки потенциометра R5 и вблизи этой точки частота импульсов задающего генератора минимальна, а, говоря точнее, равна нулю (происходит срыв колебаний). Поворот ручки потенциометра в ту или иную сторону приводит к появлению генерации и росту частоты генерируемых импульсов.

Рисунок 1.	Двухканальный частотный регулятор «Max–Min–Max», управляемый регулировкой потенциометра R5.

Соответственно положению ручки регулятора потенциометра R5 происходит переключение выходного уровня компаратора DA1.2. Сигнал, снимаемый с выхода компаратора DA1.2, подается на цепь управления направлением счета реверсивного счетчика или на переключающий элемент S1, как показано на Рисунке 1.

На Рисунке 2 показан вариант выполнения подобной схемы, предназначенный для двухканального регулирования ширины выходных импульсов от 0 до 100% на выходах U_ВЫХ1 и U_ВЫХ2. В качестве задающего генератора использована гипотетическая микросхема DA1 222, ранее описанная в работах [2–3], которую можно легко синтезировать с использованием двух ранее незадействованных компараторов микросхемы LM339. Выходные каскады устройства содержат элементы «2И-НЕ» микросхемы DD1 CD4093.

Как и в предыдущем случае в среднем положении ручки потенциометра R3, или вблизи этой точки, ширина выходных импульсов на любом из выходов равна нулю. Поворот ручки потенциометра R3 в ту или иную сторону позволяет регулировать ширину выходных импульсов от 0 до 100% на выходах U_ВЫХ1 или U_ВЫХ2, соответственно.

Следует отметить, что схемы задающих генераторов, показанные на Рисунках 1 и 2, взаимозаменимы. Различие заключается лишь в номиналах времязадающих элементов R1, C1, которые могут быть выбраны на усмотрение пользователя. Резисторы R7, Рисунок 1, и R5, Рисунок 2, подбирают из соображений срыва генерации в среднем положении ручки регулятора в первом случае, и минимальной ширины выходных импульсов во втором.

Рисунок 2.	Двухканальный широтно-импульсный регулятор «Max–Min–Max», управляемый регулировкой потенциометра R3.

Литература

1. Gergek F. Potentiometer and timer control up/down counter. Electronics. 1976. May 13. P. 94.
2. Shustov M.A. Chip 222 – alternative 555. PWM generator with independent frequency control // International Journal of Circuits and Electronics. – 2021. – V. 6. – P. 23–31. Pub. Date: 06 September 2021.
3. Шустов М.А. Микросхема 222 – альтернатива 555. ШИМ-генератор с независимой регулировкой частоты.

Материалы по теме

1. Datasheet ON Semiconductor LM339
2. Datasheet Texas Instruments CD4093B